Hubble pode ter encontrado sinais de planeta em formação a grande distância da estrela-mãe

2013-06-19

Em cima: Abertura no disco protoplanetário de gás e poeira girando em torno da anã vermelha TW Hydrae. Ilustração na imagem da direita. Crédito: NASA, ESA, J. Debes (STScI), H. Jang-Condell (Univ. of Wyoming), A. Weinberger (Carnegie Institution of Washington), A. Roberge (Goddard Space Flight Center), G. Schneider (Univ. of Arizona/Steward Observatory), and A. Feild (STScI/AURA). Em baixo: Ilustração que mostra como o disco protoplanetário de TW Hydrae é muito maior que o Sistema Solar. A abertura no disco, supostamente produzida por um planeta, situa-se a 12 mil milhões de quilómetros da estrela. A esta distância, no Sistema Solar, o hipotético planeta orbitaria muito para lá da cintura de Kuiper. Crédito: NASA, ESA, and A. Feild (STScI).
Com a ajuda do Telescópio Espacial Hubble
Hubble Space Telescope (HST)
O Telescópio Espacial Hubble é um telescópio espacial que foi colocado em órbita da Terra em 1990 pela NASA, em colaboração com a ESA. A sua posição acima da atmosfera terrestre permite-lhe observar os objectos astronómicos com uma qualidade ímpar.
, um grupo de astrónomos descobriu sinais evidentes de um planeta
planeta
Um planeta é um objecto que se forma no disco que circunda uma estrela em formação e cuja massa é superior à de Plutão (1/500 da massa da Terra) e inferior a 10 vezes a massa de Júpiter. Ao contrário das estrelas, os planetas não produzem luz, apenas reflectem a luz da estrela que orbitam.
a formar-se a 12 mil milhões de quilómetros de distância da sua estrela
estrela
Uma estrela é um objecto celeste gasoso que gera energia no seu núcleo através de reacções de fusão nuclear. Para que tal possa suceder, é necessário que o objecto possua uma massa superior a 8% da massa do Sol. Existem vários tipos de estrelas, de acordo com as suas temperaturas efectivas, cores, idades e composição química.
, uma descoberta que pode desafiar as teorias actuais sobre a formação de planetas.

Dos quase 900 planetas para lá do Sistema Solar
Sistema Solar
O Sistema Solar é constituído pelo Sol e por todos os objectos que lhe estão gravitacionalmente ligados: planetas e suas luas, asteróides, cometas, material interplanetário.
que foram confirmados até ao momento, este é o primeiro a ser encontrado a tão grande distância da sua estrela. O hipotético planeta encontra-se a orbitar a pequena anã vermelha TW Hydrae, um conhecido alvo da astronomia localizado a 176 anos-luz
ano-luz (al)
O ano-luz (al) é uma unidade de distância igual a 9,467305 x 1012 km, que corresponde à distância percorrida pela luz, no vácuo, durante um ano.
da Terra, na constelação
constelação
Designa-se por constelação cada uma das 88 regiões em que se divide a abóbada celeste, por convenção de 1922.
de Hydra.

A visão apurada do Hubble detectou uma misteriosa abertura no vasto disco protoplanetário de gás e poeira que gira em torno TW Hydrae. A abertura tem mais de 3 mil milhões de quilómetros de largura e o disco tem um diâmetro de cerca de 66 mil milhões de quilómetros. Calcula-se que se deva provavelmente à existência de um planeta invisível em crescimento que está a varrer gravitacionalmente o material e a gravar uma faixa no disco, tal como um arado na neve.

Estima-se que o planeta seja relativamente pequeno, com uma massa
massa
A massa é uma medida da quantidade de matéria de um dado corpo.
entre 6 a 28 vezes superior à da Terra. A órbita
órbita
A órbita de um corpo em movimento é a trajectória que o corpo percorre no espaço.
ampla mostra que ele se está a mover lentamente em torno da estrela hospedeira. Se o presumível planeta pertencesse ao nosso sistema solar estaria a uma distância cerca de duas vezes superior à de Plutão
Plutão
Plutão é, na maior parte do tempo, o nono e último planeta do Sistema Solar a contar do Sol, mas devido à sua órbita excêntrica, durante algum tempo aproxima-se mais do Sol do que Neptuno. É um planeta singular em muitos aspectos: é o mais pequeno (cerca de 1/500 o diâmetro da Terra), tem uma composição muito rica em gelos, possui a órbita mais excêntrica e inclinada em relação à eclíptica, e tem, tal como Úrano, o seu eixo de rotação muito inclinado (122º) em relação à eclíptica.
ao Sol
Sol
O Sol é a estrela nossa vizinha, que se encontra no centro do Sistema Solar. Trata-se de uma estrela anã adulta (dita da sequência principal) de classe espectral G. A temperatura na sua superfície é aproximadamente 5800 graus centígrados e o seu raio atinge os 700 mil quilómetros.
.

Os planetas formam-se ao longo de dezenas de milhões de anos. A acreção
acreção
Designa-se por acreção a acumulação de matéria (gás e poeira) para um astro central, como por exemplo um buraco negro, uma estrela, uma galáxia, ou um planeta.
é lenta, mas persistente, à medida que o planeta vai recolhendo poeira, pedras e gás do disco protoplanetário. Um planeta a 12 mil milhões de quilómetros de distância da sua estrela deve levar para se formar um tempo superior a 200 vezes o da formação de Júpiter
Júpiter
Júpiter é o quinto planeta mais próximo do Sol. Com um diâmetro cerca de 11 vezes maior do que a Terra e uma massa mais de 300 vezes superior, é o maior planeta do Sistema Solar e o primeiro dos planetas gigantes gasosos.
(que foi de cerca de 10 milhões de anos, segundo estimativas actuais, à distância de cerca de 778 milhões de quilómetros do Sol), uma vez que a sua velocidade orbital é muito menor e também porque tem menos material para recolher do disco.

De acordo com esta teoria, TW Hydrae tem apenas 8 milhões de anos, tornando-se uma estrela com pouca probabilidade de albergar um planeta. Não houve tempo suficiente para que um planeta se desenvolvesse através da lenta acumulação de detritos mais pequenos. Para complicar ainda mais a história, TW Hydrae possui apenas 55% da massa do Sol
massa solar
Massa solar é a quantidade de massa existente no Sol e, simultaneamente, a unidade na qual os astrónomos exprimem as massas das estrelas, nebulosas e galáxias. Uma massa solar é igual a 1,989x1030 kg.
.

"É muito intrigante observar um sistema como este", disse John Debes, do Space Telescope Science Institute, em Baltimore, Maryland, e que liderou a equipa de investigação que identificou a abertura. "Esta é a estrela de menor massa para a qual identificámos uma abertura no disco a tão grande distância da própria estrela."

Uma teoria alternativa para a formação de planetas sugere que uma parte do disco se tornou instável em termos gravitacionais e colapsou sobre si própria. Neste cenário, um planeta poderia formar-se mais rapidamente, em apenas alguns milhares de anos.

"Se conseguirmos realmente confirmar que há ali um planeta, poderemos relacionar as suas características com medições das propriedades da abertura", disse Debes. "Isto poderia acrescentar às teorias de formação de planetas informação sobre como se pode realmente formar um planeta a grande distância."

O disco de TW Hydrae também não possui grandes grãos de poeira nas suas regiões exteriores. Observações com o ALMA
Atacama Large Millimeter Array (ALMA)
O ALMA é um interferómetro no domínio do rádio, mais precisamente, do milímetro e submilímetro. O instrumento, ainda em construção, situa-se a 5000 metros de altitude na planície de Chajnantor, em plenos Andes chilenos, e será constituído por 64 antenas de 12 m de diâmetro. A sua função principal será observar regiões frias do Universo, que são opticamente opacas. O ALMA é uma parceria da Europa com a América do Norte, em cooperação com o Chile.
(Atacama Large Millimeter Array) no deserto de Atacama, no norte do Chile, mostram que não há grãos de poeira de tamanho superior ao de um grão de areia para lá de uma distância de cerca de 8,8 mil milhões de quilómetros da estrela, pouco antes da abertura.

"Normalmente, precisamos de pedras para termos um planeta. Então, se existe um planeta e não há poeiras com dimensões superiores às de grãos de areia à distância necessária, isto é um enorme desafio para os modelos de formação planetária tradicionais", afirmou Debes.

A equipa usou o espectrómetro
espectrómetro
O espectrómetro é um instrumento cuja função é medir os comprimentos de onda de um determinado espectro de luz, permitindo identificar as espécies químicas responsáveis pelas riscas existentes nesse espectro.
NICMOS (Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer) do Hubble para observar a estrela em luz infravermelha
infravermelho
Região do espectro electromagnético compreendida entre os comprimentos de onda de 0,7 e 350 mícrones. Esta banda permite observar astros, fenómenos, ou processos físicos com temperaturas entre 10 e 5200 graus Kelvin.
. Os investigadores compararam então as imagens do NICMOS com dados de arquivo do Hubble e com observações ópticas e espectroscópicas do STIS (Hubble Space Telescope Imaging Spectrograph). A abertura foi observada em todos os comprimentos de onda
comprimento de onda
Designa-se por comprimento de onda a distância entre dois pontos sucessivos de amplitude máxima (ou mínima) de uma onda.
, o que indica que é uma característica estrutural e não uma ilusão causada pelos instrumentos ou luz difusa.

O artigo surgiu online a 14 de Junho no The Astrophysical Journal.

Fonte da notícia: http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2013/20/text/